Определение поверхности нагревательных приборов
Необходимо определить поверхность нагрева и количество секций в каждом из приборов, присоединенных к первому и последнему стоякам расчетного циркуляционного кольца.
В качестве нагревательных приборов принять чугунные радиаторы типа МС 140-98 (площадь одной секции fс=0,24 м2, номинальный тепловой поток qном=725 Вт/м2).
Тепловая нагрузка рассчитываемого прибора Qпр, Вт, определяется с точностью 10 Вт путем распределения теплопотерь помещения на установленные в нем радиаторы. Требуемая площадь радиатора, м2, определяется из выражения
Fпр= Qпр/q пр,
где qпр – расчетная плотность теплового потока в конкретных условиях эксплуатации прибора, Вт/м2
q пр= q ном(Δtср/70)m*( Gпр /360)p
где m – показатель, принимаемый при движении воды в радиаторе «сверху-вниз», равным 1,3;
P – показатель, принимаемый при расходе теплоносителя через прибор Gпр до 60 кг/ч и схеме движения «сверху-вниз», равным 0,02
Δtср – средний температурный напор (tср.пр.-tint), ºС,
где tср.пр.- средняя температура воды в приборе, ºС;
tint – температура внутреннего воздуха в рассматриваемом помещении, ºС.
Средняя температура воды в рассчитываемом приборе tср.пр. с учетом остывания воды в магистральных трубопроводах до расчетного стояка, принимаемого для проектируемых в работе зданий, равным 2 ºС.
Для однотрубной системы отопления:
tср.пр i= tг -2 – 
где: 
- суммарная тепловая нагрузка радиаторов, присоединенных к рассматриваемому стояку по ходу движения воды до рассчитываемого этажеузла, Вт;
β1 –коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых приборов за счет округления сверх расчетной величины для радиатора МС140; β1 =1,05
β2 –коэффициент учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения приборов у наружных ограждений; для радиаторов β2 =1,02
Gсm – количество воды, поступающее в однотрубный стояк, кг/ч, определяемое по выражению:
Gcm = 
Gcm =(3,6*2030*1,05*1,02)/[4,19*(105-2-70)]=56,6 кг/ч
t 1пр1-2 =105-2-(3,6*560*1,05*1,02)/(56,6*4,19) = 93,9 ºС
t 2пр1-2 =105-2-(3,6*420*1,05*1,02)/(56,6*4,19) = 96,17 ºС
t ср 1-2 =(93,9+96,17)/2 = 95,035 ºС
t ср пр1 =(103+93,9)/2 = 98,45 ºС
t ср пр2 =(103+96,17)/2 = 99,585 ºС
t ср пр3 =(95,035+70)/2 = 82,52 ºС
t ср пр4 =(95,035+70)/2 = 82,52 ºС
Δtср=tср. пр. - tint , ºС
Находим количество воды, кг/ч, затекающей приборы. Для однотрубных стояков:
Gпр =G cm * α =56,6*0,5= 28,3 кг/ч
Расчетная плотность теплового потока:
q пр1= 725*[(98,45-20)/70]1,3*(28,3/360)0,02=799,08 Вт/м2
q пр2= 725*[(99,585-20)/70]1,3*(28,3/360)0,02=814,14 Вт/м2
q пр3= 725*[(82,52-20)/70]1,3*(28,3/360)0,02=594,9 Вт/м2
q пр4= 725*[(82,52-20)/70]1,3*(28,3/360)0,02=594,9 Вт/м2
Тогда требуемая площадь радиатора:
Fпр1= Qпр/q пр= 560/799,08 = 0,70 м2
Fпр2= Qпр/q пр= 420/814,14= 0,52 м2
Fпр3= Qпр/q пр= 630/594,9 = 1,06 м2
Fпр4= Qпр/q пр= 420/594,9 = 0,71 м2
Определяем число секций в нагревательном приборе, шт, из выражения:
n= (Fпр * β4 )/(fc* β3)
где β4 - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора: у стены без ниши под подоконной доской β4 =1,05
β3 – коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе:
β3=0,97+0,06/ Fпр
β3.1=0,97+0,06/ 0,70=1,06
β3.2=0,97+0,06/ 0,52=1,09
β3.3=0,97+0,06/ 1,06=1,03
β3.4=0,97+0,06/ 0,71=1,05
тогда число секций в радиаторе:
n1= Fпр1* β4/(fс*β3.1)= 0,7*1,05/(0,24*1,06) =2,89 = 3;
n2= Fпр2* β4/(fс*β3.2) = 0,52*1,05/(0,24*1,09) =2,09 =2 ;
n3= Fпр1* β4/(fс*β3.3)= 1,06*1,05/(0,24*1,03) =4,5 =5;
n4= Fпр2* β4/(fс*β3.4) = 0,71*1,05/(0,24*1,05) =2,96 = 3;
Подбор элеватора
Основной характеристикой для подбора элеватора является коэффициент смешения:
U= (tс - tг)/ (tг – tо)*1,15 = (150 - 105)/(105 - 70)*1,15 = 1,48 ,
где tс – температура сетевой воды в тепловой сети, ºС .
Массовый расход воды, циркулирующей в системе отопления, т/ч,
G сист=3,6 Qсист/(С*( tг – tо)*1000) =
3,6*24520/(4,19*(105-70)*103) = 0,602 т/ч;
где Qсист = 24520 – тепловая мощность системы отопления, Вт.
Диаметр горловины элеватора, мм:
dг = 15.5* (G сист2/ ΔHсист)1/4 = 15,5*(0,6022/6,19)1/4 =7,62 мм
где ΔHсист=Σ(R*l+Z ) =6,19– потери давления в расчетном циркуляционном кольце системы отопления, кПа.
По найденному диаметру горловины подбирается номер стандартного элеватора: т.к. dг <18 мм –принят элеватор № 1;
Диаметр сопла, мм, для подобранного элеватора можно определить по приближенной зависимости:
dс = dг/(1+ U) = 7,62/(1+ 1,48)= 3,07 мм
Требуемая разность давлений перед элеватором, кПа:
ΔРэл=6,28*Gс2/ dс4 = 6,28*0,262/ 0,3074 = 47,79 кПа.
где Gс – расход сетевой воды, т/ч;
dс = 0,32 – диаметр сопла, см.
Gс= 3,6* Qсист/(С*( tс – tо)*1000) = 3,6*24520/(4,19*(150-70)*103)=0,26 т/ч